TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Diese Offenbarung betrifft das Gebiet von Fahrzeugdiagnostik und insbesondere Diagnostik, die zu Fahrzeuglenksystemen gehört.This disclosure relates to the field of vehicle diagnostics, and more particularly to diagnostics associated with vehicle steering systems.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL PRIOR ART
Kraftfahrzeuge können einen Lenkmechanismus verwenden, der ein Zahnstange-Ritzel-System umfasst, um die Drehrichtung von Rädern des Fahrzeugs zu steuern. Unter normalen Betriebsbedingungen kann eine Lenkzahnstange eines Fahrzeugs Wasser, Schmutz, Salz oder anderen Straßenbedingungen ausgesetzt sein, deren Verbindung mit Korrosion bekannt ist. Lenkzahnstangenkorrosion kann zu einer suboptimalen Leistungsfähigkeit des Lenkmechanismus beitragen, einschließlich des Erfordernis einer größeren Kraftmenge zum Positionieren der Räder während der Bewegung. Lenkzahnstangen, die hinreichend Korrosion erfahren haben, benötigen zum weiteren optimalen Betrieb des Fahrzeugs möglicherweise Wartung, Reparatur oder Ersatz.Motor vehicles may use a steering mechanism that includes a rack and pinion system to control the direction of rotation of wheels of the vehicle. Under normal operating conditions, a steering rack of a vehicle may be exposed to water, dirt, salt or other road conditions known to be associated with corrosion. Steering rack corrosion may contribute to suboptimal performance of the steering mechanism, including the need for a greater amount of force to position the wheels during movement. Steering racks that have undergone sufficient corrosion may require maintenance, repair or replacement for further optimal operation of the vehicle.
Lenkzahnstangen können in Abhängigkeit von einer Reihe von Faktoren, einschließlich lokalisiertem Aussetzen mit korrosiven Bedingungen, mit unterschiedlichen Raten korrodieren. Zusätzlich können gewisse Anteile der Lenkzahnstange wegen einer konsistenteren Interaktion mit dem Ritzel mit einer langsameren Rate korrodieren. Fahrzeuge, die autonome oder semiautonome Funktionen aufweisen, können auch vorteilhafterweise von einer Selbstdiagnosefunktion profitieren, um das Korrosionsniveau der Lenkzahnstange zu bestimmen.Steering racks may corrode at different rates depending on a number of factors, including localized exposure to corrosive conditions. In addition, certain portions of the steering rack may corrode at a slower rate for more consistent interaction with the pinion. Vehicles having autonomous or semi-autonomous functions may also beneficially benefit from a self-diagnostic function to determine the level of corrosion of the steering rack.
KURZDARSTELLUNGSUMMARY
Ein Aspekt dieser Offenbarung richtet sich auf ein Verfahren zum Überwachen der Korrosionsstatusverfassung einer Zahnstangenstange in einem Lenksystem. Das Verfahren kann Messen einer Verschiebung eines Ritzels in Bezug auf die Zahnstangenstange, Messen der zum Erreichen der Verschiebung erforderlichen Kraft und Messen der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs während der Verschiebung umfassen. Unter Verwendung dieser Messungen kann eine geschätzte Kennlinie zum Vergleich mit bekannten Daten geschätzt werden, um eine relative Verfassung der Zahnstangenstange zu bestimmen. Die geschätzte Kennlinie kann mit einer Referenzkennlinie oder einer Nachschlagetabelle von Referenzwerten verglichen werden, um zu bewerten, ob die Zahnstangenstange Wartung, Reparatur oder Ersatz benötigt.One aspect of this disclosure is directed to a method of monitoring the corrosion status of a rack and pinion in a steering system. The method may include measuring a displacement of a pinion with respect to the rack bar, measuring the force required to achieve the displacement, and measuring the speed of movement of the vehicle during the displacement. Using these measurements, an estimated characteristic for comparison with known data can be estimated to determine a relative state of the rack bar. The estimated characteristic may be compared to a reference characteristic or look-up table of reference values to evaluate whether the rack rod requires service, repair or replacement.
Ein weiterer Aspekt dieser Offenbarung richtet sich auf ein nichttransitorisches computerlesbares Medium, das darauf gespeicherte Anweisungen umfasst, die, wenn sie durch einen Prozessor ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen, Zahnstangenpositionssensordaten, Zahnstangenkraftsensordaten und Geschwindigkeitssensordaten zu erfassen. Die Anweisungen veranlassen den Prozessor weiterhin, basierend auf den erfassten Daten eine geschätzte Charakteristik zu definieren und die geschätzte Charakteristik mit einer Referenzcharakteristik zu vergleichen, die durch eine Kennlinie oder eine Nachschlagetabelle von Werten definiert ist. Bei manchen Ausführungsformen können Anweisungen den Prozessor veranlassen, die geschätzte Charakteristik zu einem Datensatz von geschätzten Charakteristiken hinzuzufügen, die eine geschätzte Kennlinie bilden. Bei manchen Ausführungsformen können die Anweisungen den Prozessor veranlassen, die Funktionen zu wiederholen und eine geschätzte Kennlinie zu erstellen, die mit einer Referenzkennlinie verglichen werden kann.Another aspect of this disclosure is directed to a non-transitory computer readable medium having instructions stored thereon that, when executed by a processor, cause the processor to acquire rack position sensor data, rack force sensor data, and speed sensor data. The instructions further cause the processor to define an estimated characteristic based on the acquired data and to compare the estimated characteristic to a reference characteristic defined by a characteristic or look-up table of values. In some embodiments, instructions may cause the processor to add the estimated characteristic to a set of estimated characteristics that form an estimated characteristic. In some embodiments, the instructions may cause the processor to repeat the functions and create an estimated characteristic that may be compared to a reference characteristic.
Ein weiterer Aspekt dieser Offenbarung richtet sich auf ein Korrosionsdetektionssystem, das betreibbar ist zum Detektieren von Korrosion einer Lenkzahnstange eines Fahrzeugs. Das Korrosionsdetektionssystem umfasst eine Reihe von Sensoren, die betreibbar sind zum Erzeugen von Zahnstangenpositionsdaten, Zahnstangenkraftdaten und Geschwindigkeitsdaten, einen Korrosionsniveauindikator, einen Prozessor und einen Datenspeicher, der Anweisungen umfasst, die betreibbar sind, den Prozessor zu veranlassen, die Zahnstangenpositionsdaten, die Zahnstangenkraftdaten und die Geschwindigkeitsdaten zu verwenden zum Aktivieren des Korrosionsniveauindikators, wenn die Daten einer Verfassung von hoher Korrosion der Zahnstangenstange entsprechen. Bei manchen Ausführungsformen wird die Verfassung von hoher Korrosion unter Verwendung einer Referenzkennlinie oder einer Referenznachschlagetabelle bestimmt. Bei manchen Ausführungsformen kann der Prozessor eine mit dem Fahrzeug verknüpfte elektronische Steuereinheit (Electronic Control Unit - ECU), einen Diagnosedongle, ausgelegt zum Anschalten an einen Diagnoseport des Fahrzeugs, oder eine mobile Verarbeitungsvorrichtung, wie etwa ein Smartphone oder einen Tabletcomputer, umfassen.Another aspect of this disclosure is directed to a corrosion detection system operable to detect corrosion of a steering rack of a vehicle. The corrosion detection system includes a series of sensors operable to generate rack position data, rack force data and speed data, a corrosion level indicator, a processor, and a data memory that includes instructions operable to cause the processor, rack position data, rack force data, and speed data to use to activate the corrosion level indicator when the data correspond to a condition of high corrosion of the rack bar. In some embodiments, the condition of high corrosion is determined using a reference characteristic or reference look-up table. In some embodiments, the processor may include an electronic control unit (ECU) associated with the vehicle, a diagnostic dongle configured for connection to a diagnostic port of the vehicle, or a mobile processing device, such as a smartphone or a tablet computer.
Die obigen Aspekte dieser Offenbarung und andere Aspekte werden im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detaillierter beschrieben.The above aspects of this disclosure and other aspects will be described in greater detail below with reference to the accompanying drawings.
Figurenlistelist of figures
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1 ist eine Veranschaulichung der Komponenten eines Korrosionsdetektionssystems. 1 is an illustration of the components of a corrosion detection system.
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2 ist eine diagrammartige Veranschaulichung des Prozessorsignalflusses eines Korrosionsdetektionssystems. 2 Figure 4 is a diagrammatic illustration of the processor signal flow of a corrosion detection system.
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3 ist ein Graph von Kennlinien, der beim Durchführen einer Analyse von Lenkzahnstangenkorrosion auf der Grundlage gemessener Zahnstangenkraftausübungen nützlich ist. 3 FIG. 12 is a graph of characteristics useful in performing steering rack corrosion analysis based on measured rack force exertions. FIG.
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4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Korrosionsdetektion veranschaulicht. 4 FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of corrosion detection. FIG.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Die dargestellten Ausführungsformen werden mit Bezugnahme auf die Zeichnungen offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich als Beispiele gedacht sind, die in verschiedenen und alternativen Formen umgesetzt sein können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, und einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details besonderer Komponenten zu zeigen. Die spezifischen offenbarten strukturellen und funktionalen Details sind nicht als einschränkend aufzufassen, sondern als eine repräsentative Basis zum Lehren eines Durchschnittsfachmanns, wie die offenbarten Konzepte auszuüben sind.The illustrated embodiments are disclosed with reference to the drawings. It should be understood, however, that the disclosed embodiments are intended as examples only, which may be implemented in various and alternative forms. The figures are not necessarily to scale, and some features may be exaggerated or minimized to show details of particular components. The specific structural and functional details disclosed are not to be construed as limiting, but as a representative basis for teaching one of ordinary skill in the art how to practice the disclosed concepts.
1 veranschaulicht eine diagrammartige Ansicht der Komponenten eines Korrosionsdetektionssystems 100. Das Korrosionsdetektionssystem 100 überwacht die Verfassung einer Lenkzahnstange 101, die eine Zahnstangenverzahnung 102 aufweist, die betreibbar ist zum Anschalten an ein Ritzel 103. Das Ritzel 103 ist mit einer Torsionsstange 105 gekoppelt und betreibbar zum Erschaffen von Bewegung innerhalb der Lenkzahnstange 101 in einer Zahnstangenbewegungsrichtung 106 als Reaktion auf eine Bewegung einer Lenksäule 107 in einer Drehrichtung 108, die in einer Torsionsrichtung entlang der Länge der Lenksäule 107 orientiert ist. Die die Bewegung der Lenksäule 107 entlang der Drehrichtung 108 verursachenden Torsionskräfte sind eine Reaktion auf eine von einem Fahrer des Fahrzeugs auf ein Lenkrad 109 ausgeübte Torsionskraft in einer Rotationsrichtung 110. Diese Interaktion erlaubt es einem Fahrer, ein Lenkrad 109 zum Lenken der Richtung von Rädern 111 des Fahrzeugs zu verwenden. Jedes der Räder 111 kann mit der Lenkzahnstange 101 über eine Spurstange 113 und einen Lenkzapfen 114 verbunden sein. 1 illustrates a diagrammatic view of the components of a corrosion detection system 100 , The corrosion detection system 100 monitors the constitution of a steering rack 101 that has a rack and pinion 102 which is operable to turn on a pinion 103 , The pinion 103 is with a torsion bar 105 coupled and operable to create movement within the steering rack 101 in a rack movement direction 106 in response to movement of a steering column 107 in one direction of rotation 108 acting in a torsion direction along the length of the steering column 107 is oriented. The movement of the steering column 107 along the direction of rotation 108 causing torsional forces are a reaction to a from a driver of the vehicle to a steering wheel 109 applied torsional force in a direction of rotation 110 , This interaction allows a driver to use a steering wheel 109 for steering the direction of wheels 111 of the vehicle. Each of the wheels 111 can with the steering rack 101 over a tie rod 113 and a steering pin 114 be connected.
Die Lenkzahnstange 101 kann während Normalbetriebs des zugehörigen Fahrzeugs korrosiven Elementen und Umgebungen ausgesetzt sein. Wenn Anteile der Lenkzahnstange 101 korrodiert sind, nimmt die zugehörige Kraft, die nötig ist zum Verschieben der Lenkzahnstange 101 durch die Zahnstangenverzahnung 102 entlang einer Zahnstangenbewegungsrichtung 106, im Vergleich zu einer nichtkorrodierten Verfassung zu. Extensive Korrosion der Lenkzahnstange 101 kann suboptimale Leistungsfähigkeit oder mögliches Versagen, innerhalb spezifizierter Parameter zu arbeiten, verursachen. Es ist daher wünschenswert, die Korrosionsverfassung der Lenkzahnstange 101 zu überwachen, um den Fahrzeugbetrieb zu optimieren.The steering rack 101 may be exposed to corrosive elements and environments during normal operation of the associated vehicle. When shares of the steering rack 101 corroded, takes the associated force that is necessary to move the steering rack 101 through the rack toothing 102 along a rack movement direction 106 , compared to a non-corroded constitution too. Extensive corrosion of the steering rack 101 can cause suboptimal performance or possible failure to work within specified parameters. It is therefore desirable to have the corrosion condition of the steering rack 101 to monitor to optimize vehicle operation.
Bei der abgebildeten Ausführungsform ist ein Paar von Rädern 111 mit einer einzigen Lenkzahnstange 101 gekoppelt, wobei allerdings andere Ausführungsformen andere Anordnungen aufweisen können, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen. Bei der abgebildeten Ausführungsform umfasst die Zahnstangenverzahnung 102 einen Anteil der Lenkzahnstange 101, wobei allerdings andere Ausführungsformen andere Ausgestaltungen der Zahnstangenverzahnung 102 aufweisen können, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen.In the illustrated embodiment, a pair of wheels 111 with a single steering rack 101 however, other embodiments may have other arrangements without departing from the teachings disclosed herein. In the illustrated embodiment, the rack toothing comprises 102 a share of the steering rack 101 however, other embodiments include other configurations of rack and pinion 102 without departing from the teachings disclosed herein.
Das Korrosionsdetektionssystem 100 umfasst eine Reihe von Sensoren, die betreibbar sind zum Liefern von Daten, die beim Vornehmen einer Bestimmung über die Korrosionsverfassungen der Lenkzahnstange 101 nützlich sind. Ein Zahnstangenkraftsensor 115 ist betreibbar zum Messen der Kraft des Drehmoments entlang der Drehrichtung 108 auf die Lenksäule 107. Obgleich die Kraft des Drehmoments bei der abgebildeten Ausführungsform als auf die Torsionsstange 105 ausgeübt gemessen wird, können andere Ausführungsformen die zum Verschieben der relativen Position des Ritzels 103 in Bezug auf die Lenkzahnstange 101 am Lenkrad 109, an der Lenksäule 107 oder dem Ritzel 103 ausgeübte Kraft messen, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen. Der Zahnstangenkraftsensor 115 kann vorteilhafterweise auch mit anderen Systemen des Fahrzeugs verknüpft sein, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen. Bei der abgebildeten Ausführungsform ist der Zahnstangenkraftsensor 115 auf der Lenkzahnstange 101 angeordnet, wobei allerdings andere Ausführungsformen andere Anordnungen umfassen können, wie etwa die Torsionsstange 105, die Lenksäule 107, das Lenkrad 109 oder einen beliebigen anderen Ort, der betreibbar ist zum Überwachen der auf die Torsionsstange 105 ausgeübten Kraft, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen. Bei manchen Ausführungsformen kann der Zahnstangenkraftsensor 115 einen Motordrehmomentsensor, einen Torsionsstangendrehmomentsensor, einen Differenzkraftsensor oder ein beliebiges anderes alternatives Äquivalent, das dem Durchschnittsfachmann bekannt ist, umfassen, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen.The corrosion detection system 100 includes a series of sensors operable to provide data useful in making a determination about the steering gear corrosion conditions 101 are useful. A rack-and-pinion force sensor 115 is operable to measure the force of the torque along the direction of rotation 108 on the steering column 107 , Although the force of the torque in the illustrated embodiment as on the torsion bar 105 exercised, other embodiments may be used to shift the relative position of the pinion 103 in relation to the steering rack 101 at the steering wheel 109 , on the steering column 107 or the pinion 103 Measure applied force without departing from the teachings disclosed herein. The rack-and-pinion force sensor 115 may also be advantageously associated with other systems of the vehicle without departing from the teachings disclosed herein. In the illustrated embodiment, the rack force sensor is 115 on the steering rack 101 however, other embodiments may include other arrangements, such as the torsion bar 105 , the steering column 107 , the steering wheel 109 or any other location that is operable to monitor the torsion bar 105 force applied without departing from the teachings disclosed herein. In some embodiments, the rack-and-pinion force sensor 115 a motor torque sensor, a torsion bar torque sensor, a differential force sensor, or any other alternative equivalent known to those of ordinary skill in the art, without departing from the teachings disclosed herein.
Bei manchen Ausführungsformen kann das Korrosionsdetektionssystem 100 ferner ein Servolenkungsmerkmal umfassen, wie etwa einen Lenkungsmotor 116. Der Lenkungsmotor 116 kann betreibbar sein zum Ausüben einer Zusatzkraft auf die Lenkzahnstange 101, so dass die Position und die Bewegung der Lenkzahnstange 101 optimal gesteuert werden. Bei der abgebildeten Ausführungsform kann der Lenkungsmotor 116 einen elektrischen Lenkungsmotor umfassen. Bei manchen Ausführungsformen kann der Lenkungsmotor 116 einen hydraulischen Lenkungsmotor, einen pneumatischen Lenkungsmotor, eine Kombination der obigen Ausgestaltungen eines Lenkungsmotors oder ein beliebiges anderes alternatives Äquivalent, das dem Durchschnittsfachmann bekannt ist, umfassen, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen.In some embodiments, the corrosion detection system 100 further comprising a power steering feature, such as a steering motor 116 , The steering motor 116 may be operable to exert an additional force on the steering rack 101 so that the position and movement of the steering rack 101 be optimally controlled. In the illustrated embodiment, the steering motor 116 an electric Steering motor include. In some embodiments, the steering motor 116 a hydraulic steering motor, a pneumatic steering motor, a combination of the above embodiments of a steering motor, or any other alternative equivalent known to those of ordinary skill in the art, without departing from the teachings disclosed herein.
Das Korrosionsdetektionssystem 100 umfasst auch einen Zahnstangenpositionssensor 117, der betreibbar ist zum Messen der Verschiebung des Ritzels 103 gegenüber einer Neutralstellung der Lenkzahnstange 101 innerhalb des Bereichs der Zahnstangenverzahnung 102. Es wird erwartet, dass größere Verschiebungen aus der Neutralstellung unter Normalbetriebsbedingungen größeres Drehmoment erfordern, und somit muss die Verschiebung mit der durch den Zahnstangenkraftsensor 115 gemessenen Kraft verknüpft werden, um das Korrosionsniveau zu schätzen. Da verschiedene Anteile der Lenkzahnstange 101 mit unterschiedlichen Raten korrodieren können, können die Verschiebungsmessungen außerdem vorteilhafterweise aufdecken, dass nur gewisse Anteile der Lenkzahnstange 101 unter Korrosion leiden. Da das Ritzel 103 beispielsweise häufiger kleineren Verschiebungen als größeren Verschiebungen ausgesetzt wird, kann das Ritzel 103 einen „Poliereffekt“ auf die Zahnstangenverzahnung 102 ausüben, wobei die wiederholte Interaktion mit Anteilen der Zahnstangenverzahnung 102 Aufbau von Korrosion oder korrodierter Elemente nahe der Neutralstellung verhindert. Da das Ritzel 103 im Gegensatz dazu möglicherweise können nicht so häufig nahe an die Endpunkte der Zahnstangenverzahnung 102 verschoben wird, können während Normalbetriebs größere Korrosion und größerer Aufbau korrosiver Elemente nahe den Endpunkten der Zahnstangenverzahnung 102 erwartet werden. Bei der abgebildeten Ausführungsform ist der Zahnstangenpositionssensor 117 in unmittelbarer Nähe zum Ritzel 103 angeordnet, wobei allerdings andere Ausführungsformen andere Anordnungen aufweisen können, wie etwa entlang der Lenkzahnstange 101, nahe der Zahnstangenverzahnung 102, entlang der Lenksäule 107, innerhalb des Lenkrads 109, gekoppelt mit dem Lenkungsmotor 116, an einem anderen Punkt innerhalb des Fahrzeugs, an einem beliebigen anderen Punkt innerhalb der Verschiebung des Ritzels 103 mit Bezug auf die Zahnstangenverzahnung 102, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen. Bei manchen Ausführungsformen kann der Zahnstangenpositionssensor 117 vorteilhafterweise auch mit anderen Systemen des Fahrzeugs verknüpft sein, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen.The corrosion detection system 100 also includes a rack position sensor 117 which is operable to measure the displacement of the pinion 103 towards a neutral position of the steering rack 101 within the range of rack and pinion 102 , It is expected that larger offsets from the neutral position under normal operating conditions will require greater torque, and thus the displacement must be in line with that provided by the rack force sensor 115 measured force to estimate the level of corrosion. Because different proportions of the steering rack 101 Moreover, the displacement measurements can advantageously reveal that only certain portions of the steering rack can be corroded at different rates 101 to suffer from corrosion. Because the pinion 103 For example, more frequently smaller displacements than larger displacements is exposed, the pinion can 103 a "polishing effect" on the rack toothing 102 exercise, with the repeated interaction with shares of rack and pinion 102 Build up of corrosion or corroded elements near the neutral position prevented. Because the pinion 103 In contrast, may not be as common near the end points of the rack and pinion 102 during normal operation, greater corrosion and greater build-up of corrosive elements may occur near the end points of the rack and pinion 102 to be expected. In the illustrated embodiment, the rack position sensor is 117 in the immediate vicinity of the pinion 103 however, other embodiments may have other arrangements, such as along the steering rack 101 , near the rack and pinion 102 , along the steering column 107 , inside the steering wheel 109 , coupled with the steering motor 116 at another point inside the vehicle, at any other point within the pinion's displacement 103 with respect to the rack toothing 102 without departing from the teachings disclosed herein. In some embodiments, the rack position sensor 117 advantageously also be associated with other systems of the vehicle, without departing from the teachings disclosed herein.
Während Normalbetriebs kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs auch eine Auswirkung auf die Kraft haben, die zum erfolgreichen Anlenken der Räder 111 erforderlich ist. Falls sich das Fahrzeug beispielsweise mit sehr hohen Geschwindigkeiten bewegt, kann mehr Energie erforderlich sein, um die Stellung der Räder 111 während einer Bewegung zu ändern. Im Allgemeinen können sehr hohe Geschwindigkeiten eine größere Kraft erfordern, um eine Querbeschleunigung zu überwinden, und sehr geringe Geschwindigkeiten können größere Kraft erfordern, um Reibung zwischen einem Rad 111 und der Straßenoberfläche zu überwinden. Ein Geschwindigkeitssensor 119 kann betreibbar sein zum Messen der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs. Bei der abgebildeten Ausführungsform befindet sich der Geschwindigkeitssensor 119 innerhalb der Struktur von einem der Räder 111, wobei allerdings andere Ausführungsformen andere Anordnungen umfassen können, wie etwa entlang einer Achse, innerhalb der Nähe zu einer Achse oder einem Rad, die/das nicht mit dem Korrosionsdetektionssystem verknüpft ist, anderswo innerhalb des Fahrzeugs befindlich, außerhalb des Fahrzeugs befindlich oder an einer beliebigen anderen Stelle, betreibbar zum Überwachen der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen. Bei manchen Ausführungsformen kann der Geschwindigkeitssensor 119 die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs unter Verwendung von Verfolgung mit dem Global Positioning-System bzw. GPS-Verfolgung bestimmen. Bei manchen Ausführungsformen kann der Geschwindigkeitssensor 119 vorteilhafterweise auch mit anderen Systemen des Fahrzeugs verknüpft sein, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen.During normal operation, the speed of movement of the vehicle may also have an effect on the force required to successfully engage the wheels 111 is required. For example, if the vehicle is moving at very high speeds, more energy may be required to adjust the position of the wheels 111 to change during a movement. In general, very high speeds may require greater force to overcome lateral acceleration, and very low speeds may require greater force to reduce friction between a wheel 111 and overcome the road surface. A speed sensor 119 may be operable to measure the speed of movement of the vehicle. In the illustrated embodiment, the speed sensor is located 119 inside the structure of one of the wheels 111 however, other embodiments may include other arrangements, such as along an axis, within proximity to an axle or wheel that is not associated with the corrosion detection system, located elsewhere in the vehicle, outboard of the vehicle, or at any other location another location operable to monitor the speed of movement of the vehicle without departing from the teachings disclosed herein. In some embodiments, the speed sensor 119 determine the movement speed of the vehicle using Global Positioning System (GPS) tracking. In some embodiments, the speed sensor 119 advantageously also be associated with other systems of the vehicle, without departing from the teachings disclosed herein.
Jeder des Zahnstangenkraftsensors 115, des Zahnstangenpositionssensors 117 und des Geschwindigkeitssensors 119 kann sich in Datenkommunikation mit einem Prozessor 121 befinden, der betreibbar ist zum Durchführen analytischer Funktionen hinsichtlich der durch die Sensoren gelieferten gemessenen Daten. Bei der abgebildeten Ausführungsform kann der Prozessor 121 eine elektronische Steuereinheit (Electronic Control Unit - ECU) des Fahrzeugs umfassen, wobei allerdings andere Ausführungsformen einen Diagnosedongle, ausgelegt zum Anschalten an einen Diagnoseport des Fahrzeugs, oder eine tragbare Verarbeitungsvorrichtung, wie etwa ein Smartphone oder einen Tabletcomputer, eine cloudbasierte Verarbeitungsvorrichtung, einen Netzwerkcomputer, einen Personalcomputer, einen Laptopcomputer oder eine beliebige andere alternative äquivalente Vorrichtung, die dem Durchschnittsfachmann bekannt ist, umfassen können, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen. Bei der abgebildeten Ausführungsform ist ein Prozessor 121 in der Nähe der Lenkzahnstange 101 angeordnet, wobei allerdings andere Ausführungsformen andere Anordnungen aufweisen können, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen.Each of the rack force sensor 115 , the rack position sensor 117 and the speed sensor 119 can be in data communication with a processor 121 which is operable to perform analytical functions on the measured data provided by the sensors. In the depicted embodiment, the processor 121 an electronic control unit (ECU) of the vehicle, however, other embodiments include a diagnostic dongle configured to be connected to a diagnostic port of the vehicle, or a portable processing device such as a smartphone or a tablet computer, a cloud-based processing device, a network computer, a personal computer, a laptop computer, or any other alternative equivalent device known to those of ordinary skill in the art without departing from the teachings disclosed herein. In the depicted embodiment, a processor 121 near the steering rack 101 however, other embodiments may have other arrangements without departing from the teachings disclosed herein.
Der Prozessor 121 kann sich ebenfalls in Datenkommunikation mit einem Datenspeicher 123 befinden, der Anweisungen zur Ausführung durch den Prozessor 121 umfassen kann. Der Datenspeicher 123 kann auch als eine Datenablage für den Prozessor 121 oder andere mit anderen Systemen des Fahrzeugs verknüpfte Prozessoren fungieren. Der Datenspeicher 123 kann als ein nichttransitorisches computerlesbares Medium oder ein maschinenlesbares Speichermedium zum Führen oder Aufweisen von computerausführbaren Anweisungen oder darauf gespeicherten Datenstrukturen umgesetzt sein. Solche nichttransitorischen computerlesbaren Medien oder maschinenlesbaren Speichermedien können beliebige verfügbare Medien sein, die in einer Hardware oder einer physischen Form, auf die von einem Allzweck- oder Sonderzweckprozessor zugegriffen werden kann, umgesetzt sind. Beispielhaft und nicht einschränkend können solche nichttransitorischen computerlesbaren Medien oder maschinenlesbaren Speichermedien Direktzugriffsspeicher (RAM), Nurlesespeicher (ROM), elektrisch löschbaren programmierbaren Nurlesespeicher (EEPROM), optische Plattenspeicher, magnetische Plattenspeicher, lineare magnetische Datenspeicher, Magnet-Speichervorrichtungen, Flash-Speicher oder ein beliebiges anderes Medium, das zum Führen oder Speichern gewünschter Programmcodemittel in der Form von computerausführbaren Anweisungen oder Datenstrukturen verwendet werden kann, umfassen. Kombinationen des Obigen sollten auch innerhalb des Schutzumfangs der nichttransitorischen computerlesbaren Medien oder maschinenlesbaren Speichermedien enthalten sein. Bei der abgebildeten Ausführungsform befindet sich der Prozessor 121 in drahtgebundener Kommunikation mit dem Datenspeicher 123, wobei allerdings andere Ausführungsformen eine drahtlose Ausgestaltung aufweisen können, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen. The processor 121 may also be in data communication with a data store 123 instructions for execution by the processor 121 may include. The data store 123 can also act as a data store for the processor 121 or other processors associated with other systems of the vehicle. The data store 123 may be implemented as a non-transitory computer-readable medium or machine-readable storage medium for carrying or having computer-executable instructions or data structures stored thereon. Such non-transitory computer-readable media or machine-readable storage media may be any available media implemented in hardware or physical form accessible by a general purpose or special purpose processor. By way of example and not limitation, such non-transitory computer-readable mediums or machine-readable storage media may include random access memory (RAM), read only memory (EEPROM), electrically erasable programmable read only memory (EEPROM), optical disk storage, magnetic disk storage, linear magnetic data storage, magnetic storage devices, flash memory, or any of these another medium that may be used to maintain or store desired program code means in the form of computer-executable instructions or data structures. Combinations of the above should also be included within the scope of non-transitory computer-readable media or machine-readable storage media. In the depicted embodiment, the processor is located 121 in wired communication with the data store 123 however, other embodiments may have a wireless design without departing from the teachings disclosed herein.
Der Prozessor 121 kann sich ebenfalls in Datenkommunikation mit einem Korrosionsniveauindikator 125 befinden, der betreibbar ist zum Liefern einer Anzeige an einen Benutzer, einen Techniker oder einen Fahrer des geschätzten Korrosionsniveaus an der Lenkzahnstange 101. Bei der abgebildeten Ausführungsform kann der Korrosionsniveauindikator 125 eine Warnlampe, eine Anzeige innerhalb des Fahrzeugs, eine vom Fahrzeug getrennte Anzeige, einen hörbaren Alarm, einen haptischen Alarm oder einen beliebigen anderen Indikator, der dem Durchschnittsfachmann als für das Übermitteln einer Verfassung des Fahrzeugs an einen Benutzer, einen Techniker oder einen Fahrer geeignet bekannt ist, umfassen, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen. Bei der abgebildeten Ausführungsform befindet sich der Prozessor 121 in drahtloser Kommunikation mit dem Korrosionsniveauindikator 125, wobei allerdings andere Ausführungsformen drahtgebundene Ausgestaltungen aufweisen können, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen.The processor 121 may also be in data communication with a corrosion level indicator 125 Operable to provide an indication to a user, technician or driver of the estimated level of corrosion on the steering rack 101 , In the illustrated embodiment, the corrosion level indicator 125 a warning lamp, a display within the vehicle, a vehicle-separate display, an audible alarm, a haptic alarm, or any other indicator that is well-known to one of ordinary skill in the art as conveying a condition of the vehicle to a user, technician, or driver , without departing from the teachings disclosed herein. In the depicted embodiment, the processor is located 121 in wireless communication with the corrosion level indicator 125 however, other embodiments may include wired embodiments without departing from the teachings disclosed herein.
Bei manchen Ausführungsformen kann das Korrosionsdetektionssystem 100 vorteilhafterweise vorhandene Sensoren zum Erfassen von die Verfassungen des Fahrzeugs beschreibenden Zahnstangenkraftdaten, Zahnstangenpositionsdaten und Geschwindigkeitsdaten nutzen.In some embodiments, the corrosion detection system 100 advantageously using existing sensors for detecting rack force data describing the constitutions of the vehicle, rack position data and speed data.
2 ist eine diagrammartige Veranschaulichung des Signalflusses eines Prozessors 200 in einem Korrosionsdetektionssystem. Der Prozessor 200 kann einen Prozessor 121 (siehe 1) oder in anderen Ausführungsformen andere alternative Anordnungen umfassen, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen. Der Prozessor 200 umfasst ein Eingangsarray 201, eine Verarbeitungsgruppe 203 und ein Ausgangsarray 205. 2 Figure 4 is a diagrammatic illustration of the signal flow of a processor 200 in a corrosion detection system. The processor 200 can be a processor 121 (please refer 1 or in other embodiments, include other alternative arrangements without departing from the teachings disclosed herein. The processor 200 includes an input array 201 , a processing group 203 and an output array 205 ,
Das Eingangsarray 201 kann Eingangskanäle umfassen, die Messdaten von einem Zahnstangenkraftsensor 215, einem Zahnstangenpositionssensor 217 und einem Geschwindigkeitssensor 219 liefern. Bei der abgebildeten Ausführungsform können diese Sensoren die Sensoren des Korrosionsdetektionssystems 100 (siehe 1) oder eine beliebige alternative Ausgestaltung umfassen, die betreibbar ist zum Liefern von Messdaten, die Zahnstangenkraftdaten, Zahnstangenpositionsdaten bzw. Geschwindigkeitsdaten umfassen. Die von dem Zahnstangenkraftsensor 215, dem Zahnstangenpositionssensor 217 und dem Geschwindigkeitssensor 219 gelieferten Messdaten können durch die Verarbeitungsgruppe 203 verarbeitet werden, um eine Schätzung von Korrosionsniveaus in einer Lenkzahnstange vorzunehmen.The input array 201 may include input channels, the measurement data from a rack force sensor 215 a rack position sensor 217 and a speed sensor 219 deliver. In the illustrated embodiment, these sensors may be the sensors of the corrosion detection system 100 (please refer 1 ) or any alternative embodiment operable to provide measurement data including rack force data, rack position data, and speed data, respectively. The of the rack-and-pinion force sensor 215 , the rack position sensor 217 and the speed sensor 219 supplied measurement data can be processed by the processing group 203 processed to make an estimate of corrosion levels in a steering rack.
Die Verarbeitungsgruppe 203 kann einen Nachschlagetabellenvergleicher 225 zum Vornehmen einer Schätzung von Korrosionsniveaus in einer Lenkzahnstange nutzen. Der Nachschlagetabellenvergleicher 225 kann eine 2-dimensionale Nachschlagetabelle von erwarteten Zahnstangenkraftdatenwerten für eine vorgegebene Menge von Zahnstangenpositionsdaten- und Geschwindigkeitswerten umfassen. Die erwarteten Zahnstangenkraftdatenwerte der Nachschlagetabelle können auf der Grundlage von Messungen einer nichtkorrodierten Lenkzahnstange bevölkert werden. Die erwarteten Zahnstangenkraftdatenwerte der Nachschlagetabelle können auf der Grundlage der Spezifikation von Lenkzahnstange und Fahrzeug bestimmt werden. Der Nachschlagetabellenvergleicher 225 kann auf der Grundlage eines Vergleichs der gemessenen Zahnstangenkraftdaten mit den erwarteten Zahnstangenkraftdaten ein Vergleichsergebnis ausgeben. Bei der abgebildeten Ausführungsform gibt der Nachschlagetabellenvergleicher 225 ein Anzeigesignal aus, das darauf basiert, ob die gemessenen Zahnstangenkraftdaten von dem Zahnstangenkraftsensor 215 innerhalb einer vorgegebenen Toleranz der zugehörigen erwarteten Zahnstangenkraftdaten aus der Nachschlagetabelle liegen. Da andere Faktoren, wie etwa unrichtig aufgepumpte Reifen oder schlechte Radeinstellung, die zum Erreichen einer bestimmten Verschiebung benötigte Zahnstangenkraft erhöhen können, können die Schwellenwerte gewählt werden, um die Möglichkeit anderer Faktoren als Lenkzahnstangenkorrosion zu minimieren oder gänzlich auszuschließen. Die Ausgabe des Nachschlagetabellenvergleichers 225 kann dann einer Verfassungsüberprüfung 231 zugeführt werden, wo die Ausgabe des Nachschlagetabellenvergleichers 225 zum Bestimmen einer Korrosionsverfassung verwendet werden kann.The processing group 203 can use a lookup table comparator 225 to make an estimate of corrosion levels in a steering rack. The lookup table comparator 225 may include a 2-dimensional look-up table of expected rack force data values for a given set of rack position data and speed values. The expected rack force data values of the look-up table may be populated based on measurements of a non-corroded steering rack. The expected rack force data values of the look-up table may be determined based on the specification of the steering rack and vehicle. The lookup table comparator 225 may output a comparison result based on a comparison of the measured rack force data with the expected rack force data. In the depicted embodiment, the look-up table comparator outputs 225 an indication signal based on whether the measured Rack force data from the rack force sensor 215 within a predetermined tolerance of the associated expected rack force data from the look-up table. Since other factors, such as improperly inflated tires or poor wheel adjustment, may increase the rack force needed to achieve a particular displacement, the thresholds may be selected to minimize or eliminate the possibility of factors other than steering rack corrosion. The output of the lookup table comparator 225 can then be a constitutional review 231 where the output of the lookup table comparator 225 can be used to determine a corrosion condition.
Die Verarbeitungsgruppe 203 kann einen Kennlinienvergleicher 233 zum Vornehmen einer Schätzung von Korrosionsniveaus in einer Lenkzahnstange nutzen. Der Kennlinienvergleicher 233 kann einen Satz von 2-dimensionalen Referenzkennlinien umfassen, die erwartete Charakteristiken einer nichtkorrodierten Lenkzahnstange bei einer bestimmten Bewegungsgeschwindigkeit repräsentieren. Der Satz von Referenzkurven kann vorteilhafterweise interpolierte Werte für einen Vergleich in Fällen liefern, bei denen die gemessene Zahnstangenverschiebung oder die gemessene Zahnstangenkraft nicht zu den erwarteten Werten der Referenzmessungen passen. Die Form der Referenzkennlinien liefert eine Anzeige von erwarteten Änderungen der Zahnstangenkraft relativ zu einer Verschiebung der Zahnstangenposition. Die Referenzkennlinien können mit einer gemessenen Kennlinie verglichen werden, die durch wiederholte Messungen von Zahnstangenkraft gegenüber Zahnstangenverschiebung während Normalbetriebs eines Fahrzeugs gebildet wird. Der Kennlinienvergleicher 233 kann ausgelegt sein zum Vergleichen relativer Änderungen der Zahnstangenkraftdaten gegenüber Änderungen der Zahnstangenpositionsdaten. Der Kennlinienvergleicher 233 kann betreibbar sein zum Erzeugen eines Anzeigesignals, das darauf basiert, ob die gemessenen Zahnstangenkraftdaten von dem Zahnstangenkraftsensor 215 innerhalb einer vorgegebenen Toleranz der zugehörigen erwarteten Zahnstangenkraftdaten aus den Kennlinien liegen. Die Ausgabe des Kennlinienvergleichers 233 kann dann einer Verfassungsüberprüfung 231 zugeführt werden, wobei die Ausgabe des Kennlinienvergleichers 233 zum Bestimmen einer Korrosionsverfassung verwendet werden kann.The processing group 203 can a characteristic comparator 233 to make an estimate of corrosion levels in a steering rack. The characteristic comparator 233 may include a set of 2-dimensional reference curves representing expected characteristics of a non-corroded steering rack at a particular speed of movement. The set of reference curves may advantageously provide interpolated values for comparison in cases where the measured rack displacement or the measured rack force does not match the expected values of the reference measurements. The shape of the reference curves provides an indication of expected changes in rack force relative to a rack position shift. The reference characteristics may be compared to a measured characteristic formed by repeated measurements of rack force versus rack displacement during normal operation of a vehicle. The characteristic comparator 233 may be configured to compare relative changes in rack force data to changes in rack position data. The characteristic comparator 233 may be operable to generate an indication signal based on whether the measured rack force data from the rack force sensor 215 lie within a predetermined tolerance of the associated expected rack force data from the characteristics. The output of the characteristic comparator 233 can then be a constitutional review 231 supplied, the output of the characteristic comparator 233 can be used to determine a corrosion condition.
Bei manchen Ausführungsformen kann die Last des Fahrzeugs die nötige Zahnstangenkraft, die zum Anpassen der Zahnstangenposition an eine bestimmte Verschiebung erforderlich ist, beeinflussen. Im Allgemeinen kann eine von dem Fahrzeug getragene größere Last eine größere Zahnstangenkraft für eine bestimmte Verschiebung erfordern. Allerdings ist die relative Änderung der Zahnstangenkraft gegenüber einer Änderung der Verschiebung dafür bekannt, über Fahrzeuglasten hinweg konsistent zu sein. Somit kann der Kennlinienvergleicher 233 vorteilhafterweise die relativen Änderungen der Zahnstangenkraft statt der absoluten Zahnstangenkraft vergleichen, um sich auf Betrieb des Fahrzeugs bei verschiedenen Lasten anzupassen.In some embodiments, the load of the vehicle may affect the necessary rack force required to adjust the rack position to a particular displacement. In general, a larger load carried by the vehicle may require a greater rack force for a given displacement. However, the relative change in rack force versus change in displacement is known to be consistent across vehicle loads. Thus, the characteristic comparator 233 advantageously compare the relative changes in rack force, rather than the absolute rack force, to accommodate operation of the vehicle at various loads.
Die Verfassungsprüfung 231 kann als Reaktion auf die empfangenen Anzeigesignale von dem Nachschlagetabellenvergleicher 225 oder dem Kennlinienvergleicher 233 Ausgangssignale erzeugen. Die Ausgangssignale können auf der Grundlage eines oder mehrerer der Ausgangssignale von den Vergleichern, die eine bestimmte Korrosionsverfassung einer Lenkzahnstange anzeigen, erzeugt werden. Beispielhaft und nicht einschränkend kann das Ausgangssignal eine Aktivierung eines visuellen Indikators, einer Anzeige einer geschätzten Verfassung der Lenkzahnstange, eines hörbaren Alarms oder einer anderen alternativen Ausgabe, die von einem Durchschnittsfachmann erkannt werden kann, umfassen, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen. Andere Ausführungsformen können andere Formen des Vergleichs umfassen, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen.The constitutional review 231 may in response to the received indication signals from the lookup table comparator 225 or the characteristic comparator 233 Generate output signals. The output signals may be generated based on one or more of the output signals from the comparators indicating a particular corrosion condition of a steering rack. By way of example and not limitation, the output signal may include activation of a visual indicator, an indication of an estimated condition of the steering rack, an audible alarm, or other alternative output that may be recognized by one of ordinary skill in the art without departing from the teachings disclosed herein. Other embodiments may include other forms of comparison without departing from the teachings disclosed herein.
3 umfasst einen Satz von Kennlinien der Art, die von dem Kennlinienvergleicher 233 (siehe 2) genutzt werden können. Die Kurven veranschaulichen eine Zahnstangenkraft, die erforderlich ist zum Erreichen einer bestimmten Zahnstangenposition einer Verschiebung. Bei der abgebildeten Ausführungsform ist die Kraft f in Newton (N) gemessen und die Verschiebung d ist in Millimetern (mm) von einer Neutralstellung gemessen, wobei allerdings andere Ausführungsformen andere Ausgestaltungen umfassen können, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen. Bei manchen Ausführungsformen kann die Kraft f ein auf eine Torsionsstange, die Lenksäule oder das Lenkrad ausgeübtes Drehmoment sein, das in Newtonmeter, Fuß-Pfund oder einer beliebigen anderen äquivalenten Metrik gemessen wird, die dem Durchschnittsfachmann bekannt ist, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen. Bei manchen Ausführungsformen kann die Verschiebung d in Fuß, Zoll, Metern oder einer beliebigen anderen Linearabstandsmetrik gemessen werden, die dem Durchschnittsfachmann bekannt ist, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen. Bei manchen Ausführungsformen kann die Verschiebung d eine Rotationsdistanz einer Torsionsstange, einer Lenksäule oder eines Lenkrads sein, die in Grad, Bogenmaß oder einer beliebigen anderen äquivalenten Rotationsdistanzmetrik gemessen wird, die dem Durchschnittsfachmann bekannt ist, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen. Eine Reihe von Referenzkurven 301 repräsentiert die erwarteten Charakteristiken einer nichtkorrodierten Lenkzahnstange bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Die Referenzkurve 301a repräsentiert die für jede Verschiebung erwartete erforderliche Kraft, wenn sich das zugehörige Fahrzeug nicht bewegt, wohingegen die Referenzkurven 301b, 301c, 301d und 301e jeweils die für die Verschiebungen bei zunehmenden Geschwindigkeiten des Fahrzeugs erwartete erforderliche Kraft repräsentieren. Über die Referenzkurven 301 gelegt ist eine Messkurve 303, die eine Kennlinie repräsentiert, die durch Vornehmen von Zahnstangenkraftmessungen und von Zahnstangenpositionsmessungen für ein Fahrzeug während Normalbetriebs entwickelt wurde. Bei der abgebildeten Ausführungsform entspricht die Messkurve 303 einer einzigen Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, wobei allerdings andere Ausführungsformen zusätzliche Messkurven, die anderen Bewegungsgeschwindigkeiten entsprechen, umfassen können. Die Messkurve 303 besteht aus einer Reihe von Messpunkten, wobei jeder Messpunkt einer bestimmten Zahnstangenposition auf der Kurve entspricht. Die Messpunkte der Messkurve 303 sind interpoliert, die verbliebenen Anteile der Kurve durch Approximation zu bilden. Bei der abgebildeten Ausführungsform wurde eine lineare Interpolation verwendet, wobei allerdings andere Ausführungsformen andere Interpolationen, wie beispielsweise Interpolationen höherer Ordnung, geometrische Interpolationen oder eine beliebige andere Interpolation verwenden können, die einem Durchschnittsfachmann bekannt ist, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen. 3 comprises a set of characteristics of the type obtained by the characteristic comparator 233 (please refer 2 ) can be used. The curves illustrate a rack force required to achieve a particular rack position of displacement. In the illustrated embodiment, the force f is measured in Newtons (N) and the displacement d is measured in millimeters (mm) from a neutral position, although other embodiments may include other configurations without departing from the teachings disclosed herein. In some embodiments, the force f may be a torque applied to a torsion bar, steering column, or steering wheel measured in Newton meters, feet-pounds, or any other equivalent metric known to one of ordinary skill in the art without departing from the teachings disclosed herein , In some embodiments, the displacement d may be measured in feet, inches, meters, or any other linear distance metric known to those of ordinary skill in the art without departing from the teachings disclosed herein. In some embodiments, the displacement d may be a rotation distance of a torsion bar, a steering column, or a steering wheel measured in degrees, radians, or any other equivalent rotation distance metric known to one of ordinary skill in the art without departing from the teachings disclosed herein. A series of reference curves 301 represents the expected characteristics of a non-corroded one Steering rack at different speeds. The reference curve 301 represents the required force expected for each displacement when the associated vehicle is not moving, whereas the reference curves 301b . 301c . 301d and 301e each represent the required force expected for the displacements at increasing speeds of the vehicle. About the reference curves 301 is placed a trace 303 , which represents a characteristic developed by performing rack force measurements and rack position measurements for a vehicle during normal operation. In the illustrated embodiment, the trace corresponds 303 a single moving speed of the vehicle, however, other embodiments may include additional traces corresponding to different speeds of movement. The trace 303 consists of a series of measuring points, each measuring point corresponding to a specific rack position on the curve. The measuring points of the measuring curve 303 are interpolated to form the remaining parts of the curve by approximation. In the depicted embodiment, linear interpolation has been used, although other embodiments may use other interpolations, such as higher order interpolations, geometric interpolations, or any other interpolation known to one of ordinary skill in the art without departing from the teachings disclosed herein.
Bei manchen Ausführungsformen kann der Kennlinienvergleicher von den diskreten Messpunkten der Messkurve 303 im Vergleich mit der einen oder den mehreren Referenzkurven 301 abhängen. Bei manchen Ausführungsformen kann der Kennlinienvergleicher von den Interpolationen zwischen den Messpunkten abhängen, wobei eine Änderung des Zahnstangenkraftwerts, Δf, gegenüber einer Änderung des Zahnstangenpositionswerts, Δd, genutzt wird. Vergleiche an Werteänderungen können eine alternative Interpretation des Messwerts liefern, die beim Bestimmen, ob die Messdaten innerhalb einer gewählten Schwelle der erwarteten Daten liegen, nützlich sein kann. Bei der abgebildeten Ausführungsform ist ein bestimmtes Δf 305 für ein bestimmtes Δd 307 zwischen Verschiebungen von -50 und -60 Grad veranschaulicht, wobei allerdings Δf und Δd-Werte zwischen zwei beliebigen Punkten der Messkurve 303 berechnet sein können.In some embodiments, the characteristic comparator may be from the discrete measurement points of the trace 303 in comparison with the one or more reference curves 301 depend. In some embodiments, the characteristic comparator may depend on the interpolations between the measurement points, utilizing a change in rack force value, Δf, versus a change in rack position value, Δd. Comparisons to value changes may provide an alternative interpretation of the measurement that may be useful in determining whether the measurement data is within a selected threshold of the expected data. In the depicted embodiment, a certain Δf 305 for a given Δd 307 between shifts of -50 and -60 degrees, but with Δf and Δd values between any two points of the trace 303 can be calculated.
Bei manchen Ausführungsformen kann ein Kennlinienvergleicher eine Verfassung hoher Korrosion bestimmen, wenn einige oder alle der gemessenen Kennlinien nicht innerhalb eines Schwellenwerts der erwarteten Ergebnisse liegen, der von der zugehörigen Referenzkurve für dieselbe Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs diktiert wird. Bei manchen Ausführungsformen kann der Kennlinienvergleicher eine derartige Bestimmung auf der Grundlage von mehreren verschiedenen Bewegungsgeschwindigkeiten zugehörigen gemessenen Kennlinien vornehmen. Bei manchen Ausführungsformen kann eine Verfassung hoher Korrosion bestimmt werden, wenn eine gemessene Kennlinie für eine bestimmte Bewegungsgeschwindigkeit eine oder mehrere der Referenzkennlinien bei anderen Bewegungsgeschwindigkeiten schneidet.In some embodiments, a characteristic comparator may determine a condition of high corrosion if some or all of the measured characteristics are not within a threshold of the expected results dictated by the associated reference curve for the same vehicle movement speed. In some embodiments, the characteristic comparator may make such a determination based on measured characteristics associated with a plurality of different velocities of movement. In some embodiments, a high corrosion condition may be determined when a measured characteristic for a particular speed of motion intersects one or more of the reference characteristics at different speeds of movement.
4 repräsentiert ein Verfahren zum Bestimmen einer Korrosionsverfassung einer Lenkzahnstange eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Lehren hierin. Das dargestellte Verfahren kann von einem Korrosionsdetektionssystem 100 (siehe 1) oder einem Prozessor davon, wie etwa einem Prozessor 200 (siehe 2) genutzt werden, wobei allerdings andere Ausführungsformen andere Verfahren umfassen können, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen. 4 FIG. 10 represents a method of determining a corrosion condition of a steering rack of a vehicle according to one embodiment of the teachings herein. The illustrated method may be of a corrosion detection system 100 (please refer 1 ) or a processor thereof, such as a processor 200 (please refer 2 However, other embodiments may include other methods without departing from the teachings disclosed herein.
Das Verfahren beginnt bei Schritt 400, wobei Messungen von Zahnstangenverschiebungsdaten, die die Verschiebung einer Lenkverzahnung aus einer Neutralstellung entlang der Lenkzahnstange beschreiben, von Zahnstangenkraftdaten, die die zum Erreichen der Verschiebung erforderliche Kraft beschreiben, und Geschwindigkeitsdaten, die die Bewegungsgeschwindigkeit des zugehörigen Fahrzeugs beschreiben, erfasst werden. Die Zahnstangenverschiebungsdaten, die Zahnstangenkraftdaten und die Geschwindigkeitsdaten können in dieser Beschreibung kollektiv als „Messdaten“ bezeichnet werden.The procedure begins at step 400 wherein measurements of rack displacement data describing the displacement of a steering gear from a neutral position along the steering rack are detected by rack force data describing the force required to achieve the displacement and speed data describing the speed of movement of the associated vehicle. The rack displacement data, the rack force data and the speed data may collectively be referred to as "measurement data" in this specification.
Nach Erfassen der Messdaten kann das Verfahren zu dem Schritt 402 weitergehen, wobei die Messdaten zum Vergleichen der gemessenen Zahnstangenkraftdaten mit einem erwarteten Referenzwert, der in einer Nachschlagetabelle gefunden wird, verwendet werden. Die Differenz zwischen den Messwerten und den Nachschlagetabellenwerten kann dann für eine Analyse in einem späteren Schritt aufgezeichnet werden. Manche Ausführungsformen umfassen möglicherweise keinen Schritt 402 und können stattdessen nur andere analytische Schritte umfassen.After acquiring the measurement data, the method may go to step 402 go forward, using the measurement data to compare the measured rack force data with an expected reference value found in a look-up table. The difference between the measurements and the lookup table values can then be recorded for analysis in a later step. Some embodiments may not include a step 402 and instead may only include other analytical steps.
Nach Erfassen der Messdaten kann das Verfahren zu Schritt 403 weitergehen, wo die Messdaten verwendet werden zum Aktualisieren einer gemessenen Kennlinie, die die Beziehung der Zahnstangenkraftdaten mit Hinblick auf die Zahnstangenverschiebungsdaten bei den durch die Geschwindigkeitsdaten definierten Geschwindigkeiten beschreiben. Diese Messkurve kann als ein vorbestehender Datensatz gespeichert werden, der unter Verwendung des Verfahrens aktualisiert wird, oder kann bei der ersten Ausführung des Verfahrens instanziiert werden. Bei manchen Ausführungsformen werden die Messdaten verwendet zum Entwickeln einer gemessenen Kennlinie, die eine gewichtete Datenvorgeschichte zum Entwickeln eines Mittelwerts aus gemessenen Daten und zuvor gemessenen Daten nutzt. Bei manchen Ausführungsformen wird eine Kombination der gemessenen Daten und zuvor gemessenen Daten unter Verwendung eines Fensterdatenmittelwerts kombiniert. Bei manchen Ausführungsformen können sowohl ein gewichteter Mittelwert als auch ein Fenstermittelwert zum Aktualisieren der gemessenen Kennlinie genutzt werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die gemessene Kennlinie durch eine Matrix von Kennlinien, die verschiedenen Bewegungsgeschwindigkeiten entsprechen, repräsentiert werden.After acquiring the measurement data, the method can go to step 403 where the measurement data is used to update a measured characteristic that describes the relationship of the rack force data with respect to the rack displacement data at the speeds defined by the speed data. This trace may be stored as a pre-existing record that is updated using the method, or may be instantiated at the first execution of the method. In some embodiments, the measurement data is used to develop a measured characteristic that uses a weighted data history to develop an average of measured data and previously measured data. In some embodiments, a combination of the measured data and previously measured data is combined using a window data mean. In some embodiments, both a weighted average and a window average may be used to update the measured characteristic. In some embodiments, the measured characteristic may be represented by a matrix of characteristics corresponding to different speeds of movement.
Nachdem die gemessene Kennlinie in Schritt 403 korrekt aktualisiert wurde, geht das Verfahren zu Schritt 404 weiter, wo die gemessene Kennlinie mit einem Satz von Referenzkennlinien, die erwartete Daten, die auf einer nicht korrodierten Lenkzahnstange basieren, definieren, verglichen wird. Die Differenz zwischen der gemessenen Kennlinie und der zugehörigen Referenzkennlinie kann dann zur Ausgabe zum nächsten Schritt aufgezeichnet werden. Bei manchen Ausführungsformen können die Differenzen zwischen der gemessenen Kennlinie und der zugehörigen Referenzkennlinie durch einen einzigen Datenwert, einen Vektor aus Differenzwerten oder eine Matrix aus Differenzwerten repräsentiert werden, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen. Manche Ausführungsformen umfassen möglicherweise keine Schritte 403 und 404 und umfassen stattdessen nur andere analytische Schritte. Bei der abgebildeten Ausführungsform wird der Schritt 402 gleichzeitig mit den Schritten 403 und 404 durchgeführt, wobei allerdings andere Ausführungsformen sequentielles Durchführen der Schritte umfassen können, ohne von den hier offenbarten Lehren abzuweichen. In der Praxis können die Schritte in einer beliebigen Reihenfolge durchgeführt werden, solange Schritt 403 vor Schritt 404 durchgeführt wird. Bei manchen Ausführungsformen kann Schritt 403 weggelassen werden und die gemessene Kennlinie kann unter Verwendung von nur den in Schritt 400 erfassten Messdaten instanziiert werden.After the measured characteristic in step 403 was updated correctly, the procedure goes to step 404 where the measured characteristic is compared to a set of reference curves defining expected data based on a non-corroded steering rack. The difference between the measured characteristic and the associated reference characteristic can then be recorded for output to the next step. In some embodiments, the differences between the measured characteristic and the associated reference characteristic may be represented by a single data value, a vector of difference values, or a matrix of difference values, without departing from the teachings disclosed herein. Some embodiments may not include steps 403 and 404 and instead only comprise other analytical steps. In the illustrated embodiment, the step 402 simultaneously with the steps 403 and 404 however, other embodiments may include sequentially performing the steps without departing from the teachings disclosed herein. In practice, the steps can be performed in any order as long as step 403 before step 404 is carried out. In some embodiments, step 403 can be omitted and the measured characteristic using only the in step 400 instantiated measured data.
Nachdem einige der Schritte 402, 403 und 404 durchgeführt wurden, werden die aufgezeichneten Differenzdaten bei Schritt 406 berücksichtigt, wo jede der in den Differenzdaten repräsentierten Differenzen analysiert wird, um zu bestimmen, ob alle der Differenzdaten Differenzen innerhalb einer vorbestimmten Toleranz des Verfahren repräsentieren. Die Toleranz kann auf der Grundlage einer speziellen Spezifikation des Fahrzeugs und der Lenkzahnstange ausgewählt sein und kann ausgewählt sein, um Normalbetriebsvarianzen des Fahrzeugs, das eine nichtkorrodierte Lenkzahnstange verwendet, widerzuspiegeln.After some of the steps 402 . 403 and 404 were performed, the recorded difference data at step 406 takes into account where each of the differences represented in the difference data is analyzed to determine if all of the difference data represent differences within a predetermined tolerance of the method. The tolerance may be selected based on a particular specification of the vehicle and the steering rack and may be selected to reflect normal operating variances of the vehicle using a non-corroded steering rack.
Falls die Differenzdaten anzeigen, dass einige Differenzwerte nicht innerhalb der Toleranzen liegen, geht das Verfahren zu Schritt 408 weiter, wo eine Korrosionsstatusanzeige eingestellt wird, einen Status hoher Korrosion anzuzeigen. Bei manchen Ausführungsformen können unterschiedliche Schwellen genutzt werden, um jeweiligen zunehmenden Korrosionsniveaus zu entsprechen, wie etwa ein Status minimaler Korrosion oder ein Status moderater Korrosion der Lenkzahnstange. Falls die Differenzdaten mit den Toleranzen konformen Zuständen entsprechen, wird Schritt 408 möglicherweise nicht durchgeführt. Nach der Bestimmung des Einhaltens von Toleranzen geht das Verfahren zu Schritt 410 weiter, wo bestimmt wird, ob das Überwachen für das Fahrzeug abgeschlossen ist. Falls weiteres Überwachen gewünscht wird, wie etwa weiterer Betrieb des Fahrzeugs, kehrt das Verfahren zu Schritt 400 zurück, um eine weitere Iteration des Verfahrens vorzunehmen. Falls kein weiteres Überwachen gewünscht wird, geht das Verfahren stattdessen zu Schritt 412 weiter, wo das Verfahren endet.If the difference data indicates that some difference values are not within tolerances, the method goes to step 408 Next, where a corrosion status indicator is set to indicate a high corrosion status. In some embodiments, different thresholds may be used to suit respective increasing corrosion levels, such as a status of minimal corrosion or a status of moderate corrosion of the steering rack. If the difference data matches the tolerances conforming states, step 408 may not be performed. After determining the compliance with tolerances, the method goes to step 410 where it is determined whether monitoring for the vehicle is complete. If further monitoring is desired, such as further operation of the vehicle, the method returns to step 400 back to make another iteration of the procedure. If no further monitoring is desired, the method instead goes to step 412 continue where the procedure ends.
Obgleich oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der offenbarten Einrichtung und des offenbarten Verfahrens beschreiben. Stattdessen dienen die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke der Beschreibung anstatt der Einschränkung, und es versteht sich, dass diverse Änderungen durchgeführt werden können, ohne vom Gedanken und Schutzumfang der Offenbarung, wie beansprucht, abzuweichen. Die Merkmale verschiedener implementierender Ausführungsformen können zur Bildung weiterer Ausführungsformen der offenbarten Konzepte kombiniert werden.Although exemplary embodiments are described above, it is not intended that these embodiments describe all possible forms of the disclosed device and method. Rather, the terms used in the specification are words of description rather than limitation, and it is understood that various changes may be made without departing from the spirit and scope of the disclosure as claimed. The features of various implementing embodiments may be combined to form further embodiments of the disclosed concepts.
